Palun kasuta seda identifikaatorit viitamiseks ja linkimiseks:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43397
Pealkiri: | Дослідження методів та засобів створення цифрових двійників фізичних об’єктів |
Teised pealkirjad: | Investigation of methods and means for digital twins creation of physical objects |
Autor: | Стефанюк, Олександр Петрович Stefaniuk, Oleksandr |
Affiliation: | ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна |
Bibliographic description (Ukraine): | Стефанюк О. П. Дослідження методів та засобів створення цифрових двійників фізичних об’єктів : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю „122 — комп’ютерні науки“ / О. П. Стефанюк. — Тернопіль : ТНТУ, 2023. – 73 с. |
Ilmumisaasta: | 27-det-2023 |
Submitted date: | 13-det-2023 |
Date of entry: | 6-jaa-2024 |
Country (code): | UA |
Place of the edition/event: | ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна |
Supervisor: | Млинко, Богдана Богданівна |
Committee members: | Ясній, Олег Петрович |
UDC: | 004.94 |
Märksõnad: | цифровий двійник digital twin інтернет речей internet of things індустрія 4.0 industry 4.0 ігровий рушій game engine unreal engine vosviewer bibliometrix |
Kokkuvõte: | Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню технології цифрових двійників фізичних об’єктів, аналізі використання ігрових рушіїв для їх створення та розробці базового цифрового двійника в Unreal Engine 4.27. В першому розділі кваліфікаційної роботи проаналізовано предметну область, розглянуто особливості цифрових двійників в поєднанні з розумними містами та подано їх порівняльний опис, досліджено сфери використання, описано можливості використання машинного навчання в цифрових двійниках. В другому розділі кваліфікаційної роботи проаналізовано стан досліджень технології, досліджено методи та засоби створення цифрових двійників, наведено процес створення цифрового двійника, розглянуто вартість розробки та впровадження, описано особливості використання ігрових рушіїв для створення цифрових двійників. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано наведено процес створення базового цифрового двійника в Unreal Engine 4.27, користувацького інтерфейсу, створено візуальний ефект та розроблено функціонал. Об’єкт дослідження: Процес створення базового цифрового двійника в ігровому рушії Unreal Engine 4.27. Предмет дослідження: Методи та засоби створення цифрових двійників фізичних об’єктів. Thesis is devoted to the research of digital twins of physical objects, analyzing the use of game engines for their creation and developing a basic digital twin in Unreal Engine 4.27. The first section of the thesis analyzes the subject area, considers the features of digital twins in combination with smart cities and provides a comparative description of them, explores the areas of use, and describes the possibilities of using machine learning in digital twins. The second section of the thesis analyzes the state of technology research, examines the methods and means of creating digital twins, presents the process of creating a digital twin, examines the cost of development and implementation, and describes the specifics of using game engines to create digital twins. The third section of the thesis describes the process of creating a basic digital twin in Unreal Engine 4.27, the user interface, creating a visual effect and developing functionality. Object of research: The process of creating a basic digital twin in the Unreal Engine 4.27. Subject of research: Methods and means for digital twins creation of physical objects. |
Content: | ВСТУП 7 1 АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ 9 1.1 Аналіз предметної області 9 1.2 Цифровий двійник в порівнянні з розумним містом 12 1.3 Сфери застосування цифрових двійників фізичних об’єктів 14 1.3.1 Цифрові двійники та IoT 16 1.3.2 Сфера охорони здоров’я 17 1.3.3 Виробнича сфера 18 1.3.4 Управління ланцюгом постачань 19 1.3.5 Сільське господарство 19 1.3.6 Військова сфера 20 1.4 ML та Big Data в цифрових двійниках 21 1.5 Висновок до першого розділу 22 2 АНАЛІЗ ВИКОРИСТАННЯ ІГРОВИХ РУШІЇВ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКІВ НА ОСНОВІ СИСТЕМНОГО ПІДХОДУ 23 2.1 Аналіз стану досліджень технології цифрових двійників 23 2.2 Методи та засоби створення цифрових двійників 30 2.3 Використання ігрових рушіїв для створення цифрових двійників 34 2.3.1 Ігровий рушій Unity 36 2.3.2 Ігровий рушій Unreal Engine 37 2.4 Висновок до другого розділу 38 3 ПРОЦЕС СТВОРЕННЯ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА В UNREAL ENGINE 4.27 40 3.1 Постановка задачі створення функціоналу цифрового двійника 40 3.2 Використання OpenWeather API 40 3.3 Створення проєкту в UE 4.27 та встановлення Va-Rest 41 3.4 Створення користувацького інтерфейсу та функціоналу 43 3.5 Висновок до третього розділу 57 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 58 4.1 Психофізіологічні чинники небезпеки при роботі з ПК 58 4.2 Фактори, що впливають на функціональний стан користувачів комп’ютерів 61 4.3 Висновок до четвертого розділу 64 ВИСНОВКИ 65 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 67 ДОДАТКИ |
URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43397 |
Copyright owner: | © Стефанюк Олександр Петрович, 2023 |
References (Ukraine): | 1 Cheat sheet: What is Digital Twin? [Електронний ресурс] / Maggie Mae Armstrong // IBM. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://www.ibm.com/blog/iot-cheat-sheet-digital-twin/ (24.11.2023) 2 What is Digital Twin Technology? [Електронний ресурс] / Amazon // AWS. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://aws.amazon.com/what-is/digital-twin (24.11.2023) 3 What Is a Digital Twin? [Електронний ресурс] / Scott Martin // Nvidia. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://blogs.nvidia.com/blog/what-is-a-digital-twin/ (24.11.2023) 4 What Is a Digital Twin? [Електронний ресурс] / Unity Technologies // Unity. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://unity.com/solutions/digital-twin-definition (24.11.2023) 5 Digital Twins and Living Models at NASA [Електронний ресурс] / B Danette Allen // NASA. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://ntrs.nasa.gov/citations/20210023699 (24.11.2023) 6 Apollo 13: The First Digital Twin [Електронний ресурс] / Stephen Ferguson // Siemens. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/apollo-13-the-first-digital-twin/ (24.11.2023) 7 Digital Twins: An Industrial Win from the Metaverse [Електронний ресурс] / Andres Fortino, Elizabeth Haas // NYU SPS. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://www.sps.nyu.edu/homepage/metaverse/metaverse-blog/beyond-language-the-metaverse-s-new-superpower.html (25.11.2023) 8 Grieves M. Digital Twins: Past, Present, and Future / M. Grieves – Cham : Springer, 2023. – 1238 с. – ISBN 978-3-031-21343-4 9 The Rise of Digital Twins [Електронний ресурс] / Serge Haziyev, Taras Bachynskyy, Lyubomyr Demkiv // softserve. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://www.softserveinc.com/uk-ua/blog/the-rise-of-digital-twins (25.11.2023) 10 Glenn High School Capstones – Digital Twin Testbed [Електронний ресурс] // NASA. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://www.nasa.gov/general/glenn-high-school-capstones-digital-twin-testbed/ (25.11.2023) 11 Digital Twin Market Size, Share & Trends Analysis Report By Solution (Component, Process), By Deployment (Cloud, On-premise), By Enterprise Size, By Application, By End-use, By Region, And Segment Forecasts, 2023-2030 [Електронний ресурс] // Grand View Research. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/digital-twin-market (26.11.2023) 12 Digital Twin Development: Why, When, and How? [Електронний ресурс] // rinf.tech. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.rinf.tech/digital-twin-development-why-when-and-how/ (26.11.2023) 13 What is Digital Twin in IoT? [Електронний ресурс] / Dave Clifton // SpaceIQ. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://spaceiq.com/blog/digital-twin-in-iot/ (27.11.2023) 14 Digital twin for healthcare systems [Електронний ресурс] / Alexandre Vallée // Frontiers in Digital Health. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.3389/fdgth.2023.1253050 (27.11.2023) 15 Digital twins: The key to smart product development [Електронний ресурс] / Roberto Argolini, Federico Bonalumi, Johannes Deichmann, Stefania Pellegrinelli // McKinsey. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.mckinsey.com/industries/industrials-and-electronics/our-insights/digital-twins-the-key-to-smart-product-development (27.11.2023) 16 Supply Chain Digital Twins [Електронний ресурс] // anyLogistix. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.anylogistix.com/features/supply-chain-digital-twins/ (27.11.2023) 17 Enhancing Smart Agriculture by Implementing Digital Twins: A Comprehensive Review [Електронний ресурс] / Nikolaos Peladarinos, Dimitrios Piromalis, Vasileios Cheimaras, Efthymios Tserepas, Radu Adrian Munteanu, Panagiotis Papageorgas // MDPI. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.3390/s23167128 (27.11.2023) 18 Game Changer: Digital Twins in Agriculture [Електронний ресурс] // Softserve. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://info.softserveinc.com/game-changer-digital-twins-in-agriculture (27.11.2023) 19 The Future of Defense: How Digital Twins are Transforming Military Capabilities [Електронний ресурс] / Marcin Frąckiewicz // TS2. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://ts2.space/en/the-future-of-defense-how-digital-twins-are-transforming-military-capabilities/ (27.11.2023) 20 A collaborative network of digital twins for anomaly detection applications of complex systems. Snitch Digital Twin concept [Електронний ресурс] / Pablo Calvo-Bascones, Alexandre Voisin, Phuc Do, Miguel A. Sanz-Bobi // ScienceDirect. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1016/j.compind.2022.103767 (27.11.2023) 21 Machine Learning based Digital Twin Framework for Production Optimization in Petrochemical Industry [Електронний ресурс] / Qingfei Min, Yangguang Lu, Zhiyong Liu, Chao Su, Bo Wang // ScienceDirect. – 2019. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2019.05.020 (27.11.2023) 22 Bibliometrix an R-tool for comprehensive science mapping analysis [Електронний ресурс] // Bibliometrix. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.bibliometrix.org/home/ (28.11.2023) 23 VOSviewer – Visualizing scientific landscapes [Електронний ресурс] // VOSviewer. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.vosviewer.com/ (28.11.2023) 24 A method for analyzing text using VOSviewer [Електронний ресурс] / Umar Ali Bukar, Md Shohel Sayeed, Siti Fatimah Abdul Razak, Sumendra Yogarayan, Oluwatosin Ahmed Amodu, Raja Azlina Raja Mahmood // MethodsX. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1016/j.mex.2023.102339 (28.11.2023) 25 VOSviewer Manual [Електронний ресурс] / Nees Jan van Eck, Ludo Waltman // VOSviewer. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.vosviewer.com/documentation/Manual_VOSviewer_1.6.20.pdf (28.11.2023) 26 Mapping the evolution of topics published by Education for Information. Interdisciplinary Journal of Information Studies [Електронний ресурс] / Fidelia Ibekwe, Fernanda Bochi, Daniel Martínez-Ávila // HAL open science. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://hal.science/hal-03392553 (28.11.2023) 27 Industry 4.0 Plans Around the World [Електронний ресурс] / Luca Rossi // YATTA. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.yatta.xyz/industry-4-0-plans-world/ (29.11.2023) 28 All of the World’s Exports by Country, in One Chart [Електронний ресурс] / Truman Du // Visual Capitalist. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.visualcapitalist.com/cp/worlds-exports-by-country-one-chart/ (29.11.2023) 29 Industry 4.0, a revolution that requires technology and national strategies. [Електронний ресурс] / Yang, F., Gu, S. // Springer. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1007/s40747-020-00267-9 (29.11.2023) 30 Knowledge management in the fourth industrial revolution: Mapping the literature and scoping future avenues. [Електронний ресурс] / M. Fakhar Manesh, M. M. Pellegrini, G. Marzi, M. Dabic // IEEE Xplore. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1109/TEM.2019.2963489 (29.11.2023) 31 From Concept to Creation: Steps to Develop Digital Twins [Електронний ресурс] / Manaswini Rao // Facilio. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://facilio.com/blog/digital-twins/ (29.11.2023) 32 What is a digital twin and why is it important to IoT? [Електронний ресурс] / Josh Fruhlinger, Keith Shaw // Networkworld. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://www.networkworld.com/article/965860/what-is-digital-twin-technology-and-why-it-matters.html (30.11.2023) 33 Creating the authoritative whole earth digital twin [Електронний ресурс] / Christopher Mitchell, Thomas Dickerson // Geopipe. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.geopipe.ai/about (30.11.2023) 34 Explore the Power of 3D with Digital Twins [Електронний ресурс] / Volkie Yelkovan // Matterport. – 2020. – Режим доступу до ресурсу: https://matterport.com/de/blog/explore-power-3d-digital-twins (30.11.2023) 35 Digital Twin Development [Електронний ресурс] // SDLC Corp. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://sdlccorp.com/digital-twin-development/ (30.11.2023) 36 "Digital Twin App" is Developed to Create Digital Twins for Construction Sites [Електронний ресурс] // Obayashi. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.obayashi.co.jp/en/news/detail/news20230412_2_en.html (30.11.2023) 37 Smart building platform. Meet Vera [Електронний ресурс] // Resonai. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.resonai.com/meet-the-vera-platform (30.11.2023) 38 Digital Twin Software [Електронний ресурс] // GE Digital. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.ge.com/digital/applications/digital-twin (30.11.2023) 39 Azure Digital Twins [Електронний ресурс] // Microsoft Azure. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://azure.microsoft.com/en-us/products/digital-twins (1.12.2023) 40 Digital twins: Faster, easier, and reusable [Електронний ресурс] / Aenne Barnard // Siemens. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.siemens.com/global/en/company/stories/research-technologies/digitaltwin/x-digital-twin.html (1.12.2023) 41 About the Oracle IoT Digital Twin Implementation [Електронний ресурс] // Oracle. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://docs.oracle.com/en/cloud/paas/iot-cloud/iotgs/oracle-iot-digital-twin-implementation.html (2.12.2023) 42 VSOptima Operations Digital Twin Platform [Електронний ресурс] // VSOptima. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://vsoptima.com/digital-twin-platform/ (2.12.2023) 43 Digital Twin Development: Basics, Types, Benefits & Costs [Електронний ресурс] / Slava Podmurnyi // Visartech. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.visartech.com/blog/digital-twin-solution-development-guide/ (2.12.2023) 44 Computer games and their influence on gamers and the society [Електронний ресурс] / Taral Pawar // LinkedIn. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.linkedin.com/pulse/computer-games-influence-gamers-society-taral-pawar (3.12.2023) 45 Game Technologies that are Driving Real-World Innovations [Електронний ресурс] // Tencent. – 2022. – Режим доступу до ресурсу: https://www.tencent.com/en-us/articles/2201371.html (3.12.2023) 46 Unreal Engine. Licensing options [Електронний ресурс] / Epic Games // Unreal Engine. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.unrealengine.com/en-US/license (3.12.2023) 47 Plans and pricing. Start creating with Unity [Електронний ресурс] / Unity Technologies // Unity. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://unity.com/pricing (3.12.2023) 48 Welcome to Unity [Електронний ресурс] / Unity Technologies // Unity. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://unity.com/our-company (3.12.2023) 49 Digital Twins [Електронний ресурс] / Unity Technologies // Unity. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://unity.com/solutions/digital-twins (3.12.2023) 50 Efforts Towards a Digital Twin-based Testbed for Public Safety [Електронний ресурс] / Nicole Hatch, Walt Magnussen, Jian Tao // ACM Digital Library. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://doi.org/10.1145/3576914.3588017 (3.12.2023) 51 Getting started with digital twins [Електронний ресурс] / David Weir-McCall // Unreal Engine. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.unrealengine.com/en-US/blog/getting-started-with-digital-twins (4.12.2023) 52 OpenWeather. Weather forecasts, nowcasts and history in a fast and elegant way [Електронний ресурс] // OpenWeather. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://openweathermap.org (4.12.2023) 53 Weather API [Електронний ресурс] // OpenWeather. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://openweathermap.org/api (4.12.2023) 54 VaRest [Електронний ресурс] / Vladimir Alyamkin // GitHub. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://github.com/ufna/VaRest (4.12.2023) 55 Конспект лекцій з курсу «Охорона праці в галузі» / Укладачі: Яскілка В.Я., Олійник М.З. – Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2016. – 56 с. 56 Мохняк С.М. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. / С. М. Мохняк, О. С. Дацько, О. І. Козій, А. С. Романів, М. П. Петрук, В. В. Скіра, В. О. Васійчук – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2009. – 264 с. – ISBN 978-966-553-825-7 57 Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В. С. Стручок. – Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. – 156 с. 58 ДСТУ 8604:2015 «Дизайн і ергономіка. Робоче місце для виконання робіт у положенні сидячи. Загальні ергономічні вимоги» 59 M. Fryz and B. Mlynko, “Property Analysis of Conditional Linear Random Process as a Mathematical Model of Cyclostationary Signal,” in Proceedings of the 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2022), 2022, vol. 3309, pp. 77–82. Accessed: Jan. 27, 2023. [Online]. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3309/short2.pdf 60 M. Fryz and B. Mlynko, “Properties of Stationarity and Cyclostationarity of ConditionalLinear Random Processes,” 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends inRadioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering(TCSET). 2020. 61 M. Fryz, L. Scherbak, B. Mlynko, and T. Mykhailovych, “Linear Random Process Model-Based EEG Classification Using Machine Learning Techniques,” in Proceedings of the 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023), 2023, vol. 3468, pp. 126–132. [Online]. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3468/short5.pdf 62 V. Babak, A. Zaporozhets, Y. Kuts, M. Myslovych, M. Fryz, and L. Scherbak, “Models and Characteristics of Identification of Noise Stochastic Signals of Research Objects,” in Proceedings of the 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2022), 2022, vol. 3309, pp. 349–362. [Online]. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3309/paper22.pdf 63 M. Fryz, L. Scherbak, M. Karpinski, and B. Mlynko, “Characteristic Function of Conditional Linear Random Process,” in The 1st International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems 2021, 2021, pp. 129–135. [Online]. Available: https://ceur-ws.org/Vol-3039/short40.pdf |
Content type: | Master Thesis |
Asub kollektsiooni(de)s: | 122 — комп’ютерні науки |
Failid selles objektis:
Fail | Kirjeldus | Suurus | Formaat | |
---|---|---|---|---|
Mag_2023_SNm_61_Stefaniuk_O_P.pdf | 3,99 MB | Adobe PDF | Vaata/Ava |
Kõik teosed on Dspaces autoriõiguste kaitse all.
Admin vahendid